Atlas está indo para o país da neve

Este mês chegou um pedido da província de Niigata: um Atlas e um jogo de pás. Todo pedido tem um endereço, mas este vai para o lugar que os japoneses chamam de yukiguni, o país da neve — a costa onde o ar siberiano cruza o mar do Japão no inverno, se carrega de mar e o despeja em forma de algumas das nevascas mais profundas que caem em qualquer lugar habitado. É um lugar duro para uma máquina e um lugar muito bom para uma turbina eólica, e os dois fatos são o mesmo fato.

De onde vem o vento.

Niigata está voltada para o noroeste, para o continente, do outro lado do mar do Japão. No inverno, o padrão de pressão sobre a Ásia empurra ar frio e seco da Sibéria através dessas águas. O mar está mais quente que o ar, então o ar se enche de umidade; depois encontra as montanhas que percorrem a espinha dorsal de Honshu, é forçado a subir e se descarrega. O lado de Niigata dessas montanhas recebe a neve. O lado de Tóquio, a uma curta viagem de trem, recebe o sol.

O mesmo padrão explica por que o vento aqui é um vento de inverno. O noroeste entra do mar de forma constante e forte de dezembro a fevereiro, exatamente quando os dias são mais curtos e um painel solar debaixo de meio metro de neve não produz absolutamente nada. Uma casa em Niigata que queira gerar a própria eletricidade durante o inverno precisa de algo que funcione no escuro e no frio. Esse é todo o argumento para colocar uma turbina ao lado dos painéis, e não no lugar deles.

Quanto vale o ar frio.

Uma turbina eólica não gera energia só a partir da velocidade do vento. Ela gera a partir da massa de ar que atravessa o rotor, e o ar frio é mais pesado. Nossa curva de potência publicada é informada na densidade padrão do ar de 1.225 kg/m³, que corresponde ao nível do mar a 15 °C. A costa de Niigata em janeiro fica perto do nível do mar e perto do ponto de congelamento. A 0 °C, o mesmo vento carrega cerca de 5% mais massa do que a curva assume; a −5 °C, cerca de 7% mais. Uma rajada de inverno que na curva marcaria 960 W a 12 m/s vale um pouco mais de 1 kW no ar de Niigata.

É um bônus pequeno, e preferimos declará-lo com precisão a deixar que cresça a cada vez que é recontado. O ponto maior é que o vento está lá, nos meses em que é necessário, numa costa onde o mar mantém o ar em movimento.

O que a neve faz com uma máquina.

O país da neve faz jus ao nome. As cidades das colinas de Niigata costumam medir a neve de inverno em metros, não em centímetros, e as casas são construídas para isso: telhados íngremes, entradas elevadas, calçadas aquecidas nos centros das cidades. Uma turbina que vá para lá também precisa ser construída para isso.

O Atlas é uma máquina de eixo vertical. Ele não precisa girar para encarar um vento que dá a volta na rosa dos ventos durante uma tempestade, e não tem cauda para acumular gelo. Seus enrolamentos têm isolamento classe 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), uma margem térmica que a máquina nunca vai usar em Niigata, mas que diz algo sobre como ela é feita. O corpo é de alumínio, que não se importa com o sal do mar nem com a água do degelo do telhado.

A ressalva honesta é a partida. Publicamos uma velocidade de partida de 2 m/s, e esse é um número de tempo bom. A graxa dos rolamentos endurece ao esfriar, e uma manhã parada e congelante pede mais de 2 m/s para tirar o rotor da imobilidade. Em Niigata isso pouco importa, porque uma manhã sem vento naquela costa em janeiro é a exceção, mas preferimos dizer isso a deixar que um proprietário descubra.

A montanha fica com a neve. O mar manda o vento. Uma casa entre os dois pode aproveitar ambos.

O jogo de pás decide o inverno.

Um Atlas é encomendado como um corpo e um jogo de pás, e o jogo é a decisão que importa. As pás de vento fraco operam de 2 a 20 m/s e precisam ser retiradas antes de ventos sustentados acima de 20 m/s. As pás de vento moderado operam de 4 a 25 m/s. As pás de vento forte operam de 5 a 35 m/s com seis pás e uma área varrida menor, e é a esse jogo que pertence o pico de 4.5 kW.

Em uma costa que vê vendavais de inverno vindos do mar, a escolha é entre as pás que favorecem a média e as pás que sobrevivem à tempestade. Dizemos a mesma coisa a todos os clientes: escolha o jogo para o pior vento que o seu local vê, não para a média, e deixe que os dias calmos cuidem de si mesmos.

Arroz, neve e um palete vindo da Europa.

Niigata produz mais arroz do que qualquer outra província do Japão, e os terraços da fotografia no topo desta página são a razão de isso ser possível: a mesma neve que soterra os vilarejos em janeiro derrete nos arrozais em abril. É uma paisagem que sempre funcionou com o que o clima entrega de graça. Uma pequena turbina em uma casa de lá não é uma novidade. É a mesma ideia, com cobre dentro.

O Atlas e suas pás estão sendo embalados agora em nossa fábrica na Europa, cada caixa etiquetada individualmente, e vão cruzar uma boa quantidade de mar por conta própria no caminho. Quando chegarem, o vento de inverno já estará esperando.

País da neve.
Vento de inverno.
Atlas, a caminho.

Os valores da curva de potência, a velocidade de partida de 2 m/s, as três faixas de pás, a potência de pico do sistema de 4.5 kW, o grau do fio classe 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) e a etiquetagem por unidade são nossas próprias especificações publicadas na página do produto e podem ser lidas lá. Os valores do ar frio são a lei dos gases ideais aplicada a pressão constante: o ar a 0 °C é cerca de 5.5% mais denso do que a 15 °C, e a −5 °C cerca de 7.5% mais denso. A descrição do clima de inverno, da queda de neve e da produção de arroz de Niigata é conhecimento geográfico geral. O pedido é descrito apenas por província e produto; nenhum cliente, endereço ou instalação é nomeado ou mostrado. Fotografias: terraços de arroz de Hoshitoge, Tokamachi, por Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, recortada; costa de Sasagawa Nagare, pista de esqui de Yuzawa e manhã em Minamiuonuma licenciadas via Adobe Stock; a fotografia do Atlas é nossa.